摘 要 为了解贵州东南部某汞矿区农作物重金属含量及其健康风险，测定了农作物食用部分中 Hg、As、Cu、Zn、Cd 和 Pb 等重金属元素的含量。采用目标危害系数评价了食用该矿区农作物对儿童和成人的健康风险。单一重金属健康风险目标危害系数( THQ) 和多种重金属健康风险目标危害系数( TTHQ) 分析显示，农作物中 Hg 、As 和 Cd 的潜在健康风险大，Pb 的健康风险较小，Cu 和 Zn 没有健康风险; TTHQ 值均大于 23，表明该汞矿区农作物具有多种重金属摄入的健康风险; 对比儿童和成人摄入农作物的健康风险，儿童受到重金属暴露的风险更大。
关键词 汞矿 农作物 重金属 健康风险
1 研究区概况
贵州东南部某汞矿的开采时间可追溯到 1550 年前后，20 世纪 60 年代进入鼎盛时期，年产汞 750 余 t; 1980 年后，因汞矿资源的枯竭，产汞量逐年减少，至 1991 年停产[2-3]。研究区地理坐标位于东经 107°50'，北纬 26°01'，平均海拔 680 m，最高气温 40℃，最低气温 - 5. 5 ℃，年均降雨量 1 400 mm; 约 180 km2 矿区含汞固废堆积量约 186 万 t [2，5]，堆场面积大、地势平，居民在废渣上种植有旱生类农作物。
2 试验材料与方法
2. 1 样品的采集与前处理农作物样品采集于 2010 年 9 月下旬，为种植在汞矿废渣上长势较好的农作物大豆、甘薯和芝麻，食用部分分别是豆荚、甘薯块茎和甘薯叶、芝麻籽粒。为保证采集农作物样品间具有可比性，在汞矿废渣区中部设置 50 m × 50 m 样地，样地内再设若干 1 m × 1 m 小样方，在样方内随机采摘同种农作物 3 株，带回实验室的农作物样品经除杂，将根、茎、叶、果实等部分分开，在自来水中冲洗至农作物体表无杂物，再用去离子水反复漂洗。样品标号后置于 101A 型干燥箱内烘 48 h( 温度保持在 60 ℃ 以下，以防汞挥发) 。烘干后研磨过 80 目筛后置于干燥箱中干燥 48 h，取出后保存于干燥器中备测。
2. 2 重金属分析的消解及测定方法农作物样品消解方法参照文献[4]进行。Cd、 Cu、Pb、Zn 用 A Analyst800 原子吸收光谱仪测定，其中 Zn 和 Cu 用火焰原子吸收法测定，Cd 和 Pb 用石墨炉原子吸收法测定; Hg 和 As 用 AF-640 原子荧光光谱仪冷原子法测定。分析过程中采用平行双样，以国家标准样品控制测定质量，且回收率在 95% ～ 98% 。
2. 3 重金属健康风险分析方法与指标参数取值健康风险分析采用目标危害系数( THQ) 法。该此方法是依据美国环境保护署提出的按成人及儿童平均体重建立的风险分析方法[7-8]。THQ 法可同时评价单一重金属的健康风险和多种重金属复合暴露的健康风险。该方法假定污染物吸收剂量等于摄入剂量，以人体摄入污染物剂量与参考剂量的比值作为评价标准[9]。
3 研究结果与分析
3. 1 农作物食用部分的重金属含量不同农作物食用部分重金属含量见表 2。表 2 显示: 豆荚中重金属含量的大小关系是 Zn > Cu > Hg > As > Pb > Cd，甘薯块茎是 Zn > As > Cd > Cu > Pb > Hg，甘薯叶是 Zn > Cu > As > Hg > Cd > Pb，芝麻籽粒是 Zn > Cu > Cd > Hg > Pb。由此可见，该矿区农作物体内重金属含量最多的均是 Zn。该矿区土壤受到 Hg、As 和 Cd 的严重污染，Hg 含量最高的是甘薯叶，其次是芝麻籽粒和豆荚，含量最低的是甘薯块茎; As 在甘薯块茎中含量最高，其次为甘薯叶，再次为豆荚; Cd 在芝麻籽粒中含量最高，其次是甘薯块茎、含量较少的是甘薯叶和豆荚。As 和 Cd 在豆荚中含量均最少。
3. 2 农作物的重金属健康风险评价利用式( 1) 和式( 2) 分别计算成人和儿童通过农作物摄入重金属的 THQ 值和 TTHQ 值，结果见表 3。从单一重金属的健康风险评价上看，大部分农作物的 Hg、As 和 Cd 的 THQ 较大，且砷的平均危害系数甚至均大于 10，提示该矿区的 Hg、As 和 Cd 可引起人的健康风险; Pb 仅在芝麻籽粒的 THQ 大于 1，提示仅芝麻存在 Pb 的健康风险; Cu 和 Zn 在成人中 THQ 均小于 1，提示 Cu 和 Zn 不会对成人产生健康风险。综上所述，该矿区 Hg、As 和 Cd 的单一重金属健康风险大，而 Pb 的健康风险较小，Cu 和 Zn 没有健康风险。
4 讨 论
本研究 Zn 是汞矿区农作物含量最多的重金属。李如忠[10]研究有色矿业周边蔬菜，表明蔬菜的中 Zn 含量最高; 唐文杰[13]等研究锰矿区农作物污染情况，同样表明 Zn 是农作物中含量最高的重金属; 栗利曼[14]等研究包头工业区农作物重金属污染情况，也表明 Zn 是农作物中含量最高的重金属。Zn 作为植物生长发育必需的微量元素，具有消除自由基危害、构成代谢中酶的成分、维持植物体生物膜及构成锌指蛋白等功能[15]。田路明[16]等认为锌指蛋白因具有指状结构特征且能结合 Zn2 + ，逆境胁迫相关的锌指蛋白基因在目标植物中过量表达，对植物起到增强抗逆性的作用。因此，农作物中 Zn 的含量对其适应重金属的环境胁迫有进一步探究的意义。
5 结 论
( 1) 贵州西南某汞矿区农作物食用部分重金属含量最多的是 Zn; Hg 在甘薯叶中含量最高，而在豆荚和甘薯块茎中含量较少; As 在甘薯块茎中含量最高，在豆荚中含量较少; Cd 在芝麻籽粒中含量最高，在豆荚中含量较少; As 和 Cd 在豆荚中含量均最少。 ( 2) 单一重金属健康风险分析显示农作物 Hg、 As 和 Cd 的潜在健康风险大，而 Pb 的健康风险较小，Cu 和 Zn 没有健康风险。TTHQ 均大于 23，表明该矿区农作物有潜在的健康风险。儿童食用农作物的 TTHQ 均高于成人，显示了儿童更容易受到重金属暴露的风险。
参 考 文 献
[1] Feng Xingbing，Qiu Guangle. Mercury pollution in Guizhou，southwestern China - an overview[J]. Science of The Totle Enviroment， 2008，400: 227-237.
[2] 贵州省地方志编纂委员会. 贵州省志·有色金属工业志[M].贵阳: 贵州人民出版社，2002.
《贵州东南部某汞矿区农作物重金属含量及健康风险评价》来源：《现代矿业》，作者：刘荣相， 张朝晖。
